60 ЛЕТ Игорю Владимировичу Соколову – директору Института горного дела РАН, доктору технических наук, действительному члену Академии горных наук

Соколов Игорь Владимирович в 1984 г. окончил Свердловский горный институт по специальности «Разработка россыпных месторождений», начал свой трудовой путь в качестве горного мастера и продолжил в должности главного обогатителя на прииске «Буркандья» ПО «Северовостокзолото». После возвращения в г. Свердловск, в период с 1988 по 1994 гг. работал в лаборатории подземной разработки рудных месторождений института «Унипромедь», возглавляемой профессором Ю. В. Волковым. С 1994 г. трудился в Институте горного дела УрО РАН в должностях научного сотрудника, после защиты кандидатской диссертации в 2000 г. – старшего научного сотрудника, а с 2010 г. – заведующего лабораторией подземной геотехнологии. По результатам крупного обобщения многолетних исследований в 2012 г. защитил диссертацию на соискание ученой степени доктора технических наук «Обоснование конструкции и параметров подземной геотехнологии при комбинированной разработке рудных месторождений Урала». С 2019 г. занимает должность директора Института горного дела УрО РАН.

За время работы в ИГД УрО РАН Игорь Владимирович проявил себя как талантливый, инициативный и добросовестный исследователь. Сейчас он признанный специалист в области подземной и комбинированной геотехнологии освоения рудных месторождений, автор боле 250 публикаций, в том числе 6 монографий и 13 изобретений.

Основные научные результаты:

– установление закономерностей развития горнотехнических систем при комбинированной разработке рудных месторождений;

– решение научно-практической проблемы обоснования параметров подземной геотехнологии освоения переходных зон;

– создание комплексной инновационной геотехнология добычи и переработки высокоценного кварцевого сырья.

Под руководством Игоря Владимировича и при его непосредственном участии выполнен ряд фундаментальных и прикладных научных исследований, технологических регламентов и проектов по подземной разработке трубки «Удачная», Гайского, Учалинского, Сибайского, Молодежного, Саткинского, Естюнинского, Квайсинского, Джусинкого, Урупского, Сарбайского, Тарыннахско-Горкитского, Кыштымского, Малышевского, Ветренского и других месторождений. Внедрение результатов этих работ позволило существенно повысить эффективность и безопасность освоения данных месторождений.

Игорь Владимирович уделяет много внимания и оказывает научно-методическую помощь молодым сотрудникам института в подготовке диссертаций, под его научным руководством двое из них защитили кандидатские диссертации. Тесную связь Игорь Владимирович поддерживает с учебными заведениями, в частности с Уральским государственным горным университетом, Магнитогорским государственным техническим университетом им. Г. И. Носова и Уральским колледжем им. И. И. Ползунова. Высокая эрудиция и научный авторитет позволяют Игорю Владимировичу достойно представлять Институт горного дела в Уральском отделении РАН, в работе двух диссертационных советов, членом которых он является, а также – при его активном участии – на многочисленных научных симпозиумах и конференциях.

За свои научные достижения Игорь Владимирович награжден Почетными грамотами Президиума Уральского отделения РАН, Председателя Правительства Свердловской области, благодарностью полномочного представителя Президента РФ в УрФО, Почетным дипломом имени академика Л. Д. Шевякова. В 2022 г. ему присвоена Премия РАН имени академика Н. В. Мельникова за научную работу «Инновационный базис стратегии комплексного освоения ресурсов минерального сырья».

Коллектив УГГУ, Горнопромышленная ассоциация Урала, редакции изданий «Известия высших учебных заведений. Горный журнал» и «Известия УГГУ» сердечно поздравляют Игоря Владимировича с юбилеем, желают доброго здоровья, счастья, дальнейших творческих достижений и успехов на ответственном посту!

• Igor V. Sokolov
• Artem A. Rozhkov
• Igor V. Nikitin
• Iurii G. Antipin
• Iurii M. Solomein

Relevance. At present, during the transition from open pit to underground mining at iron ore deposits, the most widespread technology is the sublevel caving with frontal ore drawing. This technology has significant drawbacks, namely low ore extraction indicators and increased operating costs for preparatory work and stoping. The development of an alternative technology for the upper sublevel mining, which ensures high extraction indicators, active ore drawing, and lower prime cost of the main flow processes in the presence of an internal dump used as a rock cushion on the quarry floor, is an urgent scientific and technical task.
Research objective is to study the mining factors effect on the technical and economic indicators of differing technologies for mining the upper sublevel under the rock cushion at the iron ore deposits.
Research methods. The work uses a comprehensive research method, including the search and design of a rational version of technology, economic and mathematical modeling, and technical and economic comparison. Analysis of the results. The dependences of the main technical and economic indicators (losses and dilution, the specific volume of preparatory development works, labor productivity and specific operating costs for flow processes) on the height of the upper sublevel between 40 and 100 m and mine capacity between 0.8 and 2.4 million tonnes of ore per year. It has been determined that the operating costs for ore mining have a minimum value under a height of the upper sublevel of 80 m and a production capacity of 1.6 million tonnes of ore per year, which is optimal for an enterprise during the transition period.
Conclusions. The technology of sublevel open stoping with the subsequent rib pillar development by a system of induced block caving has been substantiated, which far more efficient as compared to the traditional version of sublevel caving.

Keywords: iron ore deposit; transition zone; rock cushion; mining system; mining factors; extraction indicators; technical and economic indicators.

Acknowledgements. The research has been carried out within the framework of the state contract no. 075-00581-19-00, theme no. 0405-2019-0005.

REFERENCES

1. Sokolov I. V., Smirnov A. A., Antipin Iu. G., Nikitin I. V. Scientific aspects of choosing the geotechnical strategy for mining of transition areas while combined mining of ore deposits. Problemy nedropolzovaniia = The Problems of Subsoil Use. 2020; 1(24): 11–17. Available from: doi: 10.25635/2313- 1586.2020.01.011 (In Russ.)
2. Kaplunov D. R., Leizerovich S. G., Tomaev V. K., Sidorchuk V. V. About further development of mining works in Kursk Magnetic Anomaly basin. Gornyi zhurnal = Mining Journal. 2011; 10: 44–49. (In Russ.)
3. Kalmykov V. N., Gavrishev S. E., Burmistrov K. V., Gogotin A. A., Petrova O. V., Tomilina N. G. New underground mining approaches justification for the Maliy Kuybas open pit mining operations. Gornyi informatsionno-analiticheskii biulleten (nauchno-tekhnicheskii zhurnal) = Mining Informational and Analytical Bulletin (scientific and technical journal). 2013; 4: 132–139. (In Russ.)
4. Golik V. I., Polukhin O. N. Use of the mineral resources of kma toward ecologization of society. Problemy regionalnoi ekologii = Regional Environmental Issues. 2013; 4: 45–49. (In Russ.)
5. Sakantsev G. G. Internal piling at deep ore pits. Ekaterinburg: UB RAS Publishing; 2008. (In Russ.)
6. Sokolov I. V., Smirnov A. A., Antipin Iu. G., Nikitin I. V., Tishkov M. V. Substantiation of protective cushion thickness in mining under open pit bottom with the caving methods at Udachnaya pipe. Fizikotekhnicheskie problemy razrabotki poleznykh iskopaemykh = Journal of Mining Science. 2018; 2: 52–62. Available from: doi 10.15372/FTPRPI20180207 (In Russ.)
7. Lobanov E. A., Eremenko A. A. Development of podcarrier ore resources of Oleniy ruchey deposit. Vestnik Kuzbasskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta = Bulletin of the Kuzbass State Technical University. 2021; 4(146): 86–95. Available from: doi: 10.26730/1999-4125-2021-4-86-95 (In Russ.)
8. Neverov S. A., Konurin A. I., Shaposhnik Iu. N. Safety in substoping-and-caving in tectonically stressed rock masses. Interekspo Geo-Sibir = Interexpo GEO-Siberia. 2021; 2(3): 311–321. Available from: doi: 10.33764/2618-981X-2021-2-3-311-321 (In Russ.)
9. Shamiev Zh. B., Alibaev A. P. The technology of pit reserves combined mining by the sublevel caving system with slicing and frontal ore drawing through the slot. Sovremennye problemy mekhaniki sploshnykh sred = Current Issues of Continuum Mechanics. 2010; 12: 62–70. (In Russ.)
10. Sokolov I. V., Smirnov A. A., Antipin Iu. G., Nikitin I. V., Baranovskii K. V. Underground geotechnology for thick iron-ore deposit combined mining. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Gornyi zhurnal = News of the Higher Institutions. Mining Journal. 2014; 7: 25–32. (In Russ.)
11. Mazhitov A. M. Assessment of the extent of man-induced transformation of a subsoil block in upward mining using ore and host rock caving. Gornaia promyshlennost = Mining Industry. 2021; 4: 113–118. Availabel from: doi: 10.30686/1609-9192-2021-4-113-118 (In Russ.)
12. Lovitt M. Evolution of sublevel caving – safety improvement through technology. The AusIMM Bulletin. 2016; April: 82–85.
13. Quinteiro C. Design of a new layout for sublevel caving at depth. In: Proceedings of the Fourth International Symposium on Block and Sublevel Caving, Australian Centre for Geomechanics, Perth. 2018. P. 433–442. Available from: doi.org/10.36487/ACG_rep/1815_33_Quinteiro
14. Mijalkovski S., Despodov Z., Mirakovski D., Adjiski V. Methodology for optimization of coefficient for ore recovery in sublevel caving mining method. Podzemni Radovi. 2017; 30: 19–27. Available from: doi.org/10.5937/podrad1730019S
15. Savich I. N., Mustafin V. I. Perspectives of use and rationale design solutions of block (level) and sublevel face draw. Gornyi informatsionno-analiticheskii biulleten (nauchno-tekhnicheskii zhurnal) = Mining Informational and Analytical Bulletin (scientific and technical journal). 2015; S1: 419–429. (In Russ.)
16. Pourrahimian Y., Askari Nasab H., Tannant D. A multi-step approach for block-cave production scheduling optimization. International Journal of Mining Science and Technology. 2013; 23: 739–750. Available from: doi: 10.1016/j.ijmst.2013.08.019
17. Afum B. O., Ben-Awuah E. A review of models and algorithms for surface-underground mining options and transitions optimization: some lessons learnt and the way forward. Mining. 2021; 1: 112–134. Available from: doi.org/10.3390/mining1010008
18. MacNeil J. A. L., Dimitrakopoulos R. G. A stochastic optimization formulation for the transition from open pit to underground mining. Optimization and Engineering. 2017; 18: 793–813. Available from: doi: 10.1007/s11081-017-9361-6
19. Whittle D., Brazil M., Grossman P., Rubinstein H., Thomas D. Combined optimisation of an openpit mine outline and the transition depth to underground mining. European Journal of Operational Research. 2018; 268(2): 624–634. Available from: doi: 10.1016/j.ejor.2018.02.005
20. King B., Goycoolea M., Newman A. Optimizing the open pit-to-underground mining transition. European Journal of Operational Research. 2017; 257(1): 297–309.
21. Dagdelen K., Traore I. Open pit transition depth determination through global analysis of open pit and underground mine production scheduling. Advances in Applied Strategic Mine Planning. 2018. P. 287–296. Available from: doi: 10.1007/978-3-319-69320-0_19
22. Soltani A., Osanloo M. Semi-symmetrical production scheduling of an orebody for optimizing the depth of transitioning from open pit to block caving. Resources Policy. 2020; 68. Available from: doi: 10.1016/j.resourpol.2020.101700

Профессору В. В. Филатову – 75 лет

Очерк научно-педагогической деятельности

Филатов Владимир Викторович родился 10 сентября 1947 г. в п. Сурское (бывшее с. Промзино, основанное в 1552 г., с 1931 г. – с. Сурское) Сурского района Ульяновской области в семье служащих – Виктора Ивановича (1920–1977) и Веры Алексеевны (1920–2012) Филатовых.

В 1955–1963 гг. учился в Сурской 8-летней школе, в 1963–1966 гг. – в Сурской средней школе, которую окончил с серебряной медалью, и в 1966 г. поступил на геофизический факультет Свердловского ордена Трудового Красного Знамени горного института им. В. В. Вахрушева (СГИ), который окончил 10 июня 1971 г. по специальности «Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых»; ему была присвоена квалификация «горный инженер-геофизик». В 1969 г. (июль–сентябрь) В. В. Филатов проходил первую производственную практику в качестве лаборанта в научно-исследовательской партии СГИ в районе будущей Чернобыльской АЭС (с. Новые Шипеличи), участвуя в научно-исследовательской работе по изучению физико-механических свойств грунтов сейсмическим методом. В 1970 г. (май–сентябрь) проходил вторую производственную (преддипломную) практику в Башкирской АССР в одной из сейсмических партий треста «Башнефтегеофизика» (г. Уфа). По материалам преддипломной практики им была написана и защищена на отлично дипломная работа на тему: «Учет влияния надкунгурских образований на результаты МОВ в Тюрюшевском районе БАССР».

После окончания СГИ В. В. Филатов с 27.09.1971 по 01.09.1973 г. работал геофизиком на Северном Урале в Серовской геофизической партии (п. 1-й Северный Свердловской обл.) Уральской комплексной каротажной экспедиции Уральского геологического управления. Во время летнего полевого сезона 1972 г. выполнял поиск медно-колчеданных месторождений электроразведочным методом переходных процессов (МПП) на западном склоне Шемурского хребта южнее Шемурского медно-колчеданного месторождения. Во время работы в серовской партии В. В. Филатов провел вероятностно-статистический анализ результатов изучения плотности горных пород Северного Урала и рассмотрел решение задачи о связи рельефа поверхности земли с магнитным полем. Обе работы были оформлены в виде двух статей, которые были опубликованы в 1975 г. в вып. № 1 и № 2 межвузовского научно-тематического сборника «Геофизические методы поисков и разведки», так было положено начало его научно-публицистической деятельности.

С 01.09.1973 по 01.07.2011 г. В. В. Филатов работал в Свердловском горном институте (с 1992 – Уральский горный институт; с 1997 – Уральская государственная горно-геологическая академия; с 2004 – Уральский государственный горный университет): 1973–1980 – ассистент кафедры «Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых»; 1980–1983 – учеба в очной аспирантуре; 1983–1988 – старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории кафедры «Структурная геофизика и геокартирование»; 1988–1991 – доцент кафедры «Структурная геофизика и геокартирование»; 1991–2001 – профессор кафедры «Структурная геофизика»; 2001–2011 – профессор кафедры «Геофизика». Во время работы в СГИ (УГИ, УГГГА, УГГУ) В. В. Филатов читал курсы лекций, проводил практические и лабораторные занятия, руководил курсовым и дипломным проектированием, учебно-методической и производственной практиками студентов, бакалавров и магистров по дисциплинам: «Магниторазведка», «Гравиразведка», «Интерпретация гравитационных и магнитных аномалий», «Подземная геофизика», «Теория поля», «Теория упругости», «Теоретические основы обработки и регистрации геофизических данных», «Физика Земли».

Филатов В. В. закончил экономическое отделение Университета марксизма-ленинизма Свердловского ГК КПСС (1981) и прошел научно-педагогические стажировки и повышение квалификации в Московском институте нефтехимической и газовой промышленности (1973), Ленинградском горном институте (1980), Институте геофизики УрО РАН (2004), Уральском государственном техническом университете (2009), Алтайском государственном университете (2011); проводил научные исследования по договорам и в качестве совместителя в Тагильской геолого-разведочной экспедиции Уральского производственного геологического объединения «Уралгеология» (с. Б. Лая), тресте (производственное объединение) «Пермьнефтегеофизика» (г. Пермь), Институте геофизики УрО РАН (г. Екатеринбург), Уральском филиале Всероссийского научно-исследовательского института галургии (г. Пермь), Северном территориальном управлении экологического контроля (г. Березники), Всероссийском научно-исследовательском маркшейдерском институте (г. С.-Петербург), Федеральном государственном унитарном геологическом предприятии «Челябинскгеосъемка» (г. Челябинск), Центральной геофизической экспедиции Северо-восточного производственного геологического объединения «Севвостгеология» (г. Магадан), производственных объединениях «Сильвинит» (г. Соликамск) и «Уралкалий» (г. Березники), Федеральном государственном унитарном предприятии «Российский федеральный ядерный центр» (г. Снежинск).

С 07.09.2011 г. В. В. Филатов работает во Владимирском государственном университете (ВлГУ): с 07.09.2011 по 16.01.2015 г. – профессор кафедры «Сопротивление материалов»; с 16.01.2015 по 31.08.2019 г. – заведующий кафедрой «Сопротивление материалов»; с 01.09.2019 г. – профессор кафедры «Автомобильные дороги». В ВлГУ В. В. Филатов читает курсы лекций, проводит практические и лабораторные занятия и руководит курсовыми работами бакалавров и магистров по дисциплинам: «Сопротивление материалов», «Техническая механика», «Теория упругости», «Механика материалов и конструкций», «Математическое моделирование», «Геология».

Главные результаты научной работы:

1. I. Разработана методика высокоточной аэромагнитной съемки и методика интерпретации магнитных аномалий; эти методики позволили уверенно картировать геологические структуры в слабомагнитном осадочном чехле и существенно расширить возможности аэромагниторазведки для поисков месторождений углеводородов в Пермском Приуралье.
2. II. Выполнены исследования закономерностей намагничивания сильномагнитных объектов, близких по форме к магнетитовым рудным телам железорудных месторождений Тагило-Кушвинского района. Результаты исследований позволили усовершенствовать методику интерпретации магнитных аномалий и повысить надежность определения положения магнетитовых рудных тел в пространстве при их поиске и разведке:

– получены приближенные формулы, описывающие намагниченность призматических и пластообразных тел; показано, что эти тела при больших значениях магнитной восприимчивости намагничиваются существенно неоднородно; установлены соотношения в физических и геометрических параметрах тел, при которых они с небольшой погрешностью (около 10 %) могут заменяться однородно намагниченными объектами простой геометрической формы;

– впервые в отечественной геофизике исследованы закономерности магнитных полей объемных зарядов для пластообразных тел при линейном законе изменения магнитной восприимчивости;

– разработаны алгоритмы решения прямой задачи магниторазведки для трехмерных магнетитовых рудных тел произвольной формы с учетом их неоднородной намагниченности и для тонких пластообразных тел при однородной намагниченности;

– использование усовершенствованной методики интерпретации магнитных аномалий позволило выявить в пределах Естюнинского месторождения два неизвестных ранее рудных тела мощностью 17 и 7 м, оценить прогнозные запасы (категория P₂) Патраковской площади в пределах Лебяжинского месторождения – до 26 млн т, а прогнозные запасы (категория P₂) Рублевского рудопроявления – в 4–5 млн т.

Теоретические и методические исследования по изучению намагниченности сильно магнитных объектов, а также результаты их практического применения были обобщены в диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук «Учет неоднородной намагниченности при разведке магнетитовых месторождений», защищенной 2 декабря 1983 г. (результаты защиты утверждены ВАК 4 апреля 1984 г.) и опубликованы в монографиях.

III. Разработано новое научное направление – тектонофизический анализ гравитационного поля, позволяющий изучать напряженно-деформированное состояние геологической среды, оценивать механизмы формирования геологических структур и давать прогнозную оценку наличиЯ в них месторождений и рудопроявлений полезных ископаемых. Физической основой метода тектонофизического анализа является связь между силой тяжести (закон всемирного тяготения) и деформацией (закон Гука) геологической среды, поскольку сила тяжести, деформируя геологическую среду, формирует в ней геологические структуры и тем самым способствует развитию процессов рудогенеза:

– на основании обобщения экспериментальных данных о деформации горных пород при различных режимах и видах нагружения установлено, что концентрация напряжений в локальных областях, релаксация напряжений и другие процессы приводят к формированию объектов с аномальной плотностью; эти объекты, являясь следствием геодинамических процессов, закономерно связаны с геологическими структурами; изучение поля силы тяжести таких объектов позволяет делать предположения о механизме образования геологической структуры;

– теоретической предпосылкой применения гравиразведки для изучения деформаций геологической среды служит решение задачи о смещениях, вызываемых в однородном упругом полупространстве, действующей в ней силы тяжести (обобщенная задача Миндлина); решение этой задачи получено впервые; из него следует, что деформацию можно вычислить через гравитационный потенциал плотностной неоднородности; решение получено для двух моделей геологической среды: линейно-упругой (тело Гука) и упруго-вязкой (тело Максвелла);

– напряжения, формирующие геологическую структуру, запечатлеваются в ней благодаря деформации и разрушению горных пород в виде закономерного распределения в пространстве локальных объектов с аномальной плотностью; анализ поля силы тяжести таких объектов позволяет определить механизм образования структуры;

– плотностные неоднородности, формируясь под действием силы тяжести, сами служат источником деформирования геологической среды; количественная оценка этих деформаций и закономерности их пространственного распределения могут изучаться с помощью специального анализа поля силы тяжести;

– теория и методика оценки деформаций геологической среды (тектонофизический анализ гравитационного поля) позволил определить механизмы образования ряда геологических структур Среднего и Южного Урала (Дуринский прогиб, Чуксинская разломная зона, Биргильдинско-Томинская рудная зона и др.);

– с помощью тектонофизического анализа гравитационного поля на Южном Урале был установлен рудный узел, в пределах которого было открыто золоторудное (Березняковское) и полиметаллическое (Биксизакское) месторождения; Березняковское месторождение с запасами (категория P₂) более 100 т эксплуатируется с 1995 г.

Результаты исследований по новому научному направлению были обобщены в диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук «Теория и практика геодинамического анализа гравитационного поля (на примере рудных районов Урала)», защищенной 30 ноября 1990 г. (результаты защиты утверждены ВАК 5 мая 1991 г.), опубликованы в монографиях  и получили развитие в кандидатских диссертациях аспирантов.

1. IV. С 1986 г. В. В. Филатов с коллегами (Г. Г. Кассин, Л. А. Болотнова, К. В. Вандышева и др.) занимается изучением тектонического строения и динамического режима крупнейшего в мире Верхнекамского месторождения калийно-магниевых солей (ВКМКС), применяя для этого метод тектонофизического анализа геолого-геофизических и других данных в связи с катастрофической техногенной нагрузкой в районе месторождения. Впервые составлена тектоническая схема ВКМКС в масштабе 1 : 10 000, сформулированы критерии (признаки) опасных динамических явлений (техногенные землетрясения, горные удары, обвалы и др.), разработана схема районирования территории ВКМКС по степени динамической опасности, надежность которой подтверждена результатами сделанных прогнозов.
2. V. С 1985 г. В. В. Филатов стал выполнять исследования по изучению истории горного дела и горного образования на Урале; участвовал в возрождении Съездов горнопромышленников Урала. Результаты исследований опубликованы в монографиях.

В 2008–2009 гг. В. В. Филатов был по совместительству директором Музея истории УГГУ. С 1989 по 2011 г. участвовал в создании единственного в России Музея истории камнерезного и ювелирного искусства (МИКЮИ); был членом и председателем Ученого совета МИКЮИ. Филатов В. В. является одним из инициаторов и участником создания большого цикла историко-краеведческих передач «Екатеринбургские тайны» Свердловской государственной телерадиокомпании (СГТРК). В. В. Филатов – участник Международного симпозиума «Культурное наследие в геологии, горном деле и металлургии» (Фрайберг, 1993; С.-Петербург, 1997; Банска Штьявница, 1999). С 2014 г. В. В. Филатов – постоянный автор краеведческого альманаха «Старая столица», в нем он публиковал биографические очерки и статьи о геологах, живших или родившихся в г. Владимире и во Владимирской области; сотрудничал с Музеем природы Владимиро-Суздальского историко-художественного и архитектурного музея-заповедника; организовывал геолого-минералогические выставки, читал научно-популярные лекции по геологии и минералогии.

Под руководством В. В. Филатова защищено шесть диссертаций на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук: Н. С. Кузнецов «Прогнозирование рудных полей месторождений на основе тектонофизического анализа гравитационного поля», 1994; Л. А. Болотнова «Методика изучения деформационного состояния геологической среды района Екатеринбурга по гравиметрическим данным», 2007; Ю. К. Гвоздарев «Методика и результаты гравиметрических исследований для обнаружения эпицентральной зоны подземного ядерного взрыва», 2008; В. Б. Виноградов «Методика физико-геологического моделирования объектов с переменной плотностью и намагниченностью», 2009; Е. В. Кадышева «Тектонофизический анализ гравитационного поля на примере Березовского золоторудного и Ново-Шемурского медно-колчеданного месторождений», 2012; К. В. Вандышева «Изучение и прогнозирование рудных месторождений методом тектонофизического анализа гравитационного поля (на примере Урала)», 2015 и одна – на соискание ученой степени кандидата технических наук: Т. И. Кравченко «Изучение и оценка предельного напряженного состояния слабых грунтов оснований инженерных сооружений», 2013.

Филатов В. В. был членом диссертационных советов при ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»: Д 212.280.01 – «Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых»; Д 212.280.04 – «Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение».

Филатов В. В. был членом редколлегий журналов «Уральский геологический журнал», «Известия Уральского государственного горного университета», «Уральское горное обозрение»; «Вестник Полоцкого государственного университета. Серия F. Строительство. Прикладные науки»; публиковал статьи и очерки в изданиях «Урал», «Уральское горное обозрение», «Уральский геологический журнал», «Наука и жизнь», «Известия Уральского государственного горного университета», «Известия вузов. Горный журнал».

С научными целями (в качестве участника конференций и симпозиумов) и в качестве туриста В. В. Филатов был в Абхазии, Австрии, Албании, Армении, Белоруссии, Бельгии, Боснии и Герцеговине, Ватикане, Великобритании, Венгрии, Германии, Греции, Дании, Ирландии, Испании, Италии, Казахстане, Лихтенштейне, Люксембурге, Македонии, Нидерландах, Норвегии, Польше, Португалии, Сан-Марино, Сербии, Словакии, Таджикистане, Узбекистане, Украине, Финляндии, Франции, Хорватии, Черногории, Швейцарии, Швеции.

Филатов В. В. – «Почетный работник высшего образования России» (удостоен этого звания в 1997 г. в связи с 50-летием со дня рождения), «Заслуженный геолог Российской Федерации» (удостоен этого звания указом Президента РФ в 2001 г. в связи с 300-летием горно-геологической службы РФ – Приказа рудокопных дел), «Ветеран труда» (2007), член Ученого совета УГГГА (1992–2002); награжден Почетными грамотами Законодательного собрания (2004) и Правительства (2009) Свердловской области; член Российского профессорского собрания; лауреат премии им. О. Е. Клера Министерства культуры Правительства Свердловской области за монографии: «История создания и становления Уральского геологического музея» (2004), «Путешествие в мир камня: Музей истории камнерезного и ювелирного искусства» (2008), победитель Международного конкурса проектов в сфере образования для преподавателей ВУЗов и ССУЗов «Interclover–2017» (диплом I-й степени) за монографию «Метод тектонофизического анализа гравитационного поля», а также «Interclover–2018» (диплом I-й степени) за монографию «Проблемы оценки критического состояния слабой грунтовой среды под инженерными сооружениями». В. В. Филатов – автор и соавтор 300 опубликованных работ.

Автор текста – Вандышева К. В., Уральский государственный горный университет, г. Екатеринбург, Россия

e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

С полной версией статьи можно ознакомиться в № 5–2022 «Известия вузов. Горный журнал».

• Vladimir A. Stetiukha

Research objective is to determine the results of ice impact on the polymer operating string and adjacent rock mass in the most probable type of computational model that considers the asymmetry of the load imposed by water refreezing in the casing string annulus. The solution to this problem makes it possible to consider the possibility of using polymer pipes in permafrost.
Research relevance is conditioned by the known facts of water freezing in the casing string annulus at low temperatures. In practice, water freezing causes significant deformations and damage operating strings and pipe joints creating emergency situations that can disrupt flow processes.
Research methods. The finite element method is used to calculate the polymer operating string, placed in the rock mass. The proposed method considers the asymmetry of the load imposed on the pipe and uses a lot of parameters to create the computational model. The method makes it possible to include pipe, ice and adjacent rock mass in the computational model considering their properties.
Research results establish the degree of non-uniform loading effect on pipe’s deformation, strength and stability. Pipe calculation results for the conditions of symmetric and asymmetric compression by ice are compared. The results of using a nonlinear model of rock are considered. A significant impact of the composition of rocks around the well has been revealed. The conditions have been determined in which polymer pipes can bear the load during refreezing under asymmetric arrangement of the pipe in the well.

Keywords: ice compression; refreezing; permafrost; well; operating string; loading asymmetry

REFERENCES

1. Ivanov A. G., Solodov I. N. Selection of casing material for in-situ leach wells. Gornyi zhurnal =
Mining Journal. 2018; 7: 81–85. Available from: doi: 10.17580/gzh.2018.07.16 (In Russ.)
2. Stovmanenko A. Iu., Anushenkov A. N. Perspectives of using pipelines from polymer materials
during transportation of cast packing filled mixtures. Izvestiia Uralskogo gosudarstvennogo gornogo
universiteta = News of the Ural State Mining University. 2016; 4(44): 68–71. Available from: doi:
10.21440/23072091-2016-4-68-71 (In Russ.)
3. Khrulev A. S. Well-drilling hydraulic technology: issues and options. Vestnik Rossiiskoi akademii
estestvennykh nauk = Bulletin of the Russian Academy of Natural Sciences. 2013; 5: 51–54. (In Russ.)
4. Makariev L. B., Tsaruk I. I. Mineral resource base of the uranium of the southern margin of the
Siberian Platform. In: Uranium: geology, resources, and production: Proceedings of the 4th Internat.
Symposium, 28–30 November 2017. Moscow: VIMS Publishing; 2017. p. 60–61. (In Russ.)
5. Wang F., Song Z., Cheng X., Ma H. Patterns and features of global uranium resources and production.
Earth and Environmental Science: IOP Conf. Ser.: Institute of Physics Publishing. 2017; 94: 1–7.
6. World distribution of uranium deposits (UDEPO) with uranium deposit classification. IAEA,
Vienna, 2009. Printed by the International Atomic Energy Agency in Austria. 2009. 126 p.
7. Magnin F., Etzelmuller B., Westermann S., Isaksen K., Hilger P., Hermanns R. Permafrost
distribution in steep rock slopes in Norway: measurements, statistical modelling and implications for
geomorphological processes. Earth Surface Dynamics. 2019; 7: 1019–1040. Available from: https://doi.
org/10.5194/esurf-7-1019-2019
8. Westermann S., Ostby T. I., Gisnas K., Schuler T. V., Etzelmüller B. A ground temperature map of
the North Atlantic permafrost region based on remote sensing and reanalysis data. The Cryosphere. 2015;
9: 1303–1319.
9. Obu J., Westermann S., Bartsch A., Berdnikov N., Christiansen H., Dashtseren A., Delaloye R.,
Elberling B., Etzelmuller B., Kholodov A., Khomutov A., Kaab A., Leibman M., Lewkowicz A., Panda S.,
Romanovsky V., Way R., Westergaard-Nielsen A., Wu T., Yamkhin J., Zou D. Northern Hemisphere
permafrost map based on TTOP modelling for 2000–2016 at 1 km2 scale. Earth-Science Reviews. 2019;
193: 299–316. Available from: https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2019.04.023
10. Tao J., Koster R., Reichle R., Forman B., Xue Y., Chen R., Moghaddam M. Permafrost variability
over the Northern Hemisphere based on the MERRA-2 reanalysis. The Cryosphere. 2019; 13: 2087–2110.
Available from: https://doi.org/10.5194/tc-13-2087-2019
11. Radin A. I. The distinguishing features of wells with TDS in the permafrost zone. In: New ideas in
the Earth sciences: Proceedings of the 14th Internat. Sci. Pract. Conf. Moscow: RSUH Publishing. 2019.
4. P. 293–294. (In Russ.)
12. Zverev G. V., Tarasov A. Iu. Calculation and analysis of the influence of permafrost on well no. 338
fixing of Vankorskoe field during operation. Vestnik Permskogo natsionalnogo issledovatelskogo
politekhnicheskogo universiteta. Geologiia. Neftegazovoe i gornoe delo = Perm Journal of Petroleum and
Mining Engineering. 2013; 8: 41–51. (In Russ.)
13. Arsentiev Iu. A., Nazarov A. P., Zabaikin Iu. V., Ivanov A. G. Calculation of polymer operating
strings for the conditions of the permafrost. Actual problems and prospects of economic development:
Russian and foreign experience. 2019; 21: 27–32. (In Russ.)
14. Kuznetsov V. G. Methods and technology for improving well lining durability in the permafrost
(problems and solutions): DSc in Engineering abstract of diss. Tyumen; 2004. (In Russ.)
15. Leonov E. G., Zaitsev O. Iu. Calculating phases content and pressure at aqueous media freezing at
the casing string annulus and the tubing-casing annulus at freezing. Stroitelstvo neftianykh i gazovykh
skvazhin na sushe i na more = Construction of Oil and Gas Wells on Land and Sea. 2005; 1: 10–16.
(In Russ.)
16. Stetiukha V. A., Zhelezniak I. I. Methodology for calculating the stability of the polymer operating
string in permafrost. Zapiski Gornogo instituta = Journal of Mining Institute. 2020; 241: 22–28. Available
from: doi: 10.31897/PMI.2020.1.22 (In Russ.)
17. Khademi Zahedi R., Shishesaz M. Application of a finite element method to stress distribution in
burried patch repaired polyethylene gas pipes. Underground Space. 2019; 4(1): 48–58. Available from:
https://doi.org/10.1016/j.undsp.2018.05.001
18. Kamarainen J. Studies in ice mechanics. Helsinki: Helsinki University of Technology; 1993.
19. Bychkovskii N. N., Gurianov Iu. A. Icy construction sites, road, and crossings. Saratov: SSTU
Publishing; 2005. (In Russ.)
20. Rudov S. E., Shapiro V. Ia., Grigoriev I. V., Kunitskaia O. A., Grigorieva O. I. Mathematical
modeling of compacting process of the frozen soil under the influence of forest machines and logging
systems. Sistemy. Metody. Tekhnologii = Systems. Methods. Technologies. 2018; 3(39): 73–78. Available
from: doi: 10.18324/2077-5415-2018-3-73-78 (In Russ.)